SMT Proceso de limpieza – Equipo ultrasónico manual Limpieza de esténcil - Paso a paso Sub-Procesos relacionados a impresión de soldadura en pasta Proceso de lavado de esténciles Al terminar de usar un esténcil se debe proceder a lavarlo utilizando una maquina automática con un químico adecuado para remover toda la soldadura en pasta y evitar que las aperturas se tapen 51
SMT Sub-Procesos relacionados a impresión de soldadura en pasta Inspección del esténcil Los esténciles deben ser inspeccionados cada vez que sean lavados y antes de almacenarlos para asegurar que se encuentren en condiciones la próxima vez que sean utilizados Los esténciles deben ser inspeccionados para asegurar: Aperturas libres de suciedad (pasta/ goma) Malla sin rasgaduras (rota) Libre de golpes en el área de impresión. Sub-Procesos relacionados a impresión de soldadura en pasta Inspección del esténcil - Disposición de esténcil dañado Los esténciles que se detecten con algún daño físico deben ser segregados e identificados para que Ingeniería los revise y reemplace en caso de ser necesario. 52
SMT Sub-Procesos relacionados a impresión de soldadura en pasta Validación / Medición de tensión en los esténciles La lamina del esténcil es montada sobre una malla que tiene una tensión aproximada de 40 Nw. Durante el proceso de impresión de pasta, al esténcil se le aplica presión (fuerza) y con eltiempo la tensión inicial va cambiando, por lo que es necesario realizar frecuentemente la medición de tensión que tiene para asegurar una buena calidad en la aplicación de soldadura en pasta. Almacenamiento de esténciles Todas las herramientas y herramentales utilizados en el proceso de impresión de soldadura en pasta deben estar identificados y colocados en un área específica para una rápida localización. Los esténciles deben ser almacenados en forma vertical en un rack adecuado para evitar que se dañen durante su almacenamiento. 53
SMT Durante el proceso es posible que se tengan que limpiar/lavar tablillas con soldadura en pasta sin refluir por diferentes motivos, tabillas con defectos de impresión, por mal manejo (“dedazos”), tablillas que abortan procesos de pick and place, y otras causas. Algunos de estos defectos de impresión incluyen: a) Soldadura en pasta desfasada (movida) b) Insuficiencia de soldadura en pasta c) Cortos de soldadura en pasta 54
SMT Limpieza de tablillas con soldadura en pasta o mal impresas Limpieza de tablillas con soldadura en pasta o mal impresas Este proceso de limpieza debe hacerse los más pronto posible ya que el flux puede deteriorar el acabado del PCB, impactando la soldabilidad. (i.e. OSP) También se debe tener cuidado de seguir el procedimiento, equipo y químicos establecidos. “Limpiar manualmente”, con toallitas puede derivar en que la soldadura se quede atrapada en los orificios o ranuras del PCB, lo cual no es deseable. 55
SMT Limpieza manual o automática, siempre es recomendable “enjuagar” para dejar un mínimo de residuos Inspección de soldadura en pasta – Equipo SPI Proceso para revisar y calificar la calidad de la soldadura en pasta colocada sobre los pads con uso de cámaras para obtener imágenes 2D y 3D. Durante este proceso se mide: • Altura de soldadura en pasta • Área del depósito aplicado • Volumen de la soldadura aplicada • Cortos • Forma del deposito • Alineación de la soldadura sobre los pads 56
SMT Colocación de componentes – Pick & Place Proceso donde se colocan componenteselectrónicos sobre los pads de la tablilla. Antes de colocarlo, la maquina evalúa el componente para validar que cumple con lainformación del programa Los aspectos que se evalúan son: ❖ Dimensión (cuerpo y terminales) ❖ Distancia entre terminales (pitch) ❖ Cantidad de terminales Colocacióndecomponentes–Pick& Place Los componentes a ser colocados en las tarjetas o PCBs usualmente son entregados a la línea de producción en rollos de plástico con cintas o tapes de papel o plástico, tubos de plástico o en charolas de plástico. 57
SMT Colocacióndecomponentes–Pick& Place Equipo toma el componente se mueve hacia un sistema de inspección para evaluarlo, si el componente cumple con las especificaciones es colocado sobre la tablilla Herramentales – Colocación de componentes Pick & Place Procesode reflujo El horno de reflujo / soldadura es uno de los tres procesos principales en el proceso de montaje SMT. La soldadura por reflujo se utiliza principalmente para soldar los componentes instalados de la placa de circuito, calentando la pasta de soldadura para fundir la pasta de soldadura de modo que los componentes del parche y la almohadilla de PCB se suelden por fusión, y luego a través del reflujo de la pasta de soldadura de enfriamiento para enfriar el elemento y la almohadilla se curan juntos. 58
SMT Horno de Reflujo Este equipo es un túnel caliente y cuenta con varias zonas (de 3 a 13 zonas) de temperatura independientes Inspección Óptica de componentes - Equipo AOI Proceso de inspección no destructivo de ensambleselectrónicos donde se evalúa la calidad de las tablillas producidas después del proceso de reflujo. Durante este proceso se realizan diversas evaluaciones como: ❖ Presencia de componentes ❖ Estampado de componentes ❖ Colocación adecuada de componentes ❖ Polaridad del componente ❖ Calidad de soldadura ❖ Insuficiencias ❖ Excesos ❖ Cortos 59
SMT Inspeccióndecomponentes - Equipo AXI(RayosX) La inspección por rayos X es un procedimiento no destructivo que se utiliza para inspeccionar uniones de soldadura en componente con terminales ocultas (Debajo del cuerpo) Inspección de componentes - Equipo AXI (Rayos X) Los nuevos diseños de tarjetas SMT utilizan más componentes complejos y de soldadura oculta que no puede ser inspeccionada con una maquina AOI. La inspección con rayos X en las tablillas electrónicas permite detectar: ✓ Las soldaduras no conductoras y, por tanto, defectuosas ✓ Puentes o cortocircuitos ✓ Burbujas de gas (vacíos) en la soldadura ✓ Defectos de colocación o de alineación de los componentes en los circuitos Colocación de componentes throughhole Los componentes Through Hole son generalmente son colocados manualmente, pero existe equipo diseñado para realizar la colocación de estos componentes en forma automática. Debido a la gran variedad de componentes Through Hole que existense cuenta con varios métodos de colocación como: ❖ Colocación Manual ❖ Colocación automática ❖ Inserción de componentes axiales ❖ Inserción de componentes radiales ❖ Inserción de pines ❖ Inserción de componentes ODD Shape 60
SMT Inserción manual de componentes Las manos son la herramienta más antigua que se conoce, para evitar fatiga se inventaron los equipos de automatizados. En la actualidad en la industria se sigue realizando colocación de componente manualmente por la variedad de productos y complejidad para automatizar su ensamble. º La razón principal para continuar con este proceso es el costo de los equipos automatizados Para realizar el proceso de ensamble manual de componentes por lo general se requiere una preparación previa de los componentes a colocar, este proceso se conoce como: “Preforme de componentes” Preforme de Componentes Este proceso consiste en modificar las terminales de los componentes para facilitar su colocación y cumplir con los requerimientos del cliente o producto. El preforme de componentes incluye: ❖ Corte de terminales ❖ Doblez de terminales (Dar forma específica las terminales) Existen varias herramientas para realizar el preformado de componentes.Con el uso de estas herramientas el preforme se realiza en forma individual (uno a uno) y la forma de preforme dependerá de la herramienta utilizada 61
SMT Existen varios equipos que facilitan el preformado de componentes porque realizan el proceso en forma automática o semiautomática. Con el uso de estos equipos el preformado se realiza en forma secuencial ya que se alimentan constantemente de componentes hasta terminar el material cargado al equipo. Los equipos de inserción de componentes axiales, conocidos como VCD (Variable Component Distance), poseen una compleja maquinaria electromecánica que permite generar una secuencia de componentes que se transportan a un cabezal donde se preforman, insertándolos en la tablilla realizando un corte y doblez de terminales para que el componente quede sujeto a la tablilla. La colocación de componentes se realiza siguiendo una ruta de inserción óptima para reducir el tiempo de colocación de componentes Estos equipos pueden colocar una serie de componentes diferentes en base a los requerimientos del producto (tablilla). 62
SMT El valor de las resistencias Through Hole se representa por medio de bandas de colores en el cuerpo del componente Dependiendo de la cantidad de barras de colores que tenga el componente las barras que representan el multiplicador y la tolerancia cambian de posición Los equipos de inserción de componentes radiales poseen características similares a los equipos para componentes axiales. Este equipo genera una secuencia de componentes que se transportan a un cabezal donde se insertan en la tablilla realizando un corte y doblez de terminales para que el componente quede sujeto a la tablilla. La colocación de componentes se realiza siguiendo una ruta de inserción optima para reducir el tiempo de colocación de componentes 63
SMT Estos equipos pueden colocar una serie de componentes diferentes enbase a los requerimientos del producto (tablilla). Los equipos para insertar pines pueden ser automáticos o semiautomáticos las terminales o pines se usan permitir interconexión entre una tablilla y los arneses o cables para voltajes y señales Estos equipos insertan componentes de diferentes formas y tamaños y poseen más fuerza de inserción para asegurar el ensamble. Estos equipos tienen grippers (tenazas) mecánicos para mejorar la sujeción de los componentes durante el proceso de inserción 64
SMT Es un método de interconexión entre ensambles electrónicos que consiste en el uso de conectores que son insertados a la tablilla por medio de presión en orificios muy justos a la dimensión de la terminal del conector. Debido a que los pines de estos conectores cuentan con candado mecánico para lograr la sujeción después de su inserción por lo regular no requieren proceso de soldadura posterior Depanelizado de tablillas Es un proceso donde se separan (depanelizan) las tablillas electrónicas que son procesadas en arreglo de dos o más tablillas. Para este proceso existen varios métodos de acuerdo a la presentación del arreglo de tablillas ❖ Arreglo de tablillas con V-Cut Las tablillas están separadas entre sí por ranuras fresadas en forma de V con una profundidad de un tercio de la altura del panel ❖ Arreglo de tablillas con Tabs solidos o Mouse bitec Las tablillas se encuentran unidas con pequeños “puentes” de material. 65
SMT Arreglo con V-Cut Para este tipo de arreglo de tablillas (panel) existen varios métodos para separar las tablillas Arreglo con tabs solidos o mouse bites Para este tipo de arreglo de tablillas (panel) se utilizan equipos con cortadores tipo broca que cortaran el material excedente (tabs) que hayentre las tablillas El cabezal con el cortador recorre las áreas programadas para cortar los tabs y separar las tablillas Estos equipos cuentan varias posiciones de altura (Z) para realizar los cortes. 66
SMT Proceso de soldadura Through Hole Soldadora deOla Es un proceso de soldadura a gran escala mediante el cual los componentes electrónicos Through Hole se sueldan a una placa de circuito impreso (PCB) para formar un ensamble electrónico. El proceso utiliza un crisol a alta temperatura que contiene soldadura fundida (liquida). Los componentes se insertan o se colocan en el PCB y la tablilla pasa a través de una cascada soldadura. Las partes metálicas a soldar hacen contacto con la soldadura liquida creando una conexión mecánica y eléctrica. En este proceso la tablilla se calienta gradualmente mientras va avanzando dentro de un túnel de calentamiento a una velocidad predeterminada. La temperatura aplicada debe ser controlada paraasegurar una unión de soldadura adecuada. 67
SMT En este proceso se aplica soldadura en áreas específicas en componentes sensibles a la temperatura (posible daño por calor excesivo) o en componentes de difícil acceso para el proceso de soldadora de ola. Las piezasque se van a soldar selectivamente suelen estar rodeadas por piezas que se han soldado previamente por lo cual debe tenerse cuidado de no dañarlas durante este proceso Soldadora Selectiva Soldadora por Robot multi ejes Estos equipos utilizan un alimentador de soldadura en alambre y una punta metálica con temperatura ajustable. Son programados para aplicar soldadura en las áreas necesarias utilizando un controlador (programa) y se colocan en mesas de trabajo y/o conveyor para evitar fatiga del operador durante operaciones repetitivas. 68
SMT Hay equipos selectivos laser que utilizan un dispensador de soldadura enalambre y un emisor laser que hace que la aplicación de soldadura sea sin contacto. Se recomiendan cuando se requiere soldar pocas terminales. Pruebas eléctricas Pruebas eléctricas enfocadas en verificación de valores eléctricos de componentes pasivos y activos simples tales como resistencias, capacitores, inductores, diodos, transistores, etc. también se verifica la presencia de algunos componentes, polaridades, corto circuitos, entre otras características, se llaman estructurales ya que revisan la estructura general del circuito eléctrico circuito y algunas señales básicas, el acceso al circuito se hace fundamentalmente por medio de pines de prueba, o pogo-pins 69
SMT 70 ICT o In-Circuit-Test Flying probe Pruebas eléctricas enfocadas en verificación de funciones específicas del ensamble o PCA
SMT 71 Conformal Coating FunciónoPropósito Una capa delgada de recubrimiento base polímeros que se aplica a un ensamble electrónico (PCBA) para proteger la tabilla (PCB) y sus componentes del medio ambiente y la corrosión. Esta capa o película se tiene un espesor típico de 25-250 µm y se 'ajusta' a la forma del ensamble y sus componentes, cubriendo y protegiendo las uniones de soldadura, las terminales de los componentes electrónicos, los trazos o conexiones expuestas y otras áreas metalizadas de la corrosión, lo que tiene el propósito de prolongar la vida útil del ensamble. Tiposde Materiales y aplicación • Acrílicos • Poliuretanos • Silicones • Base Agua • Híbridos Métodos de Curado • Calor • Luz Ultravioleta UV • Humedad
SMT 72 BIBLIOGRAFÍA: TABLA DE CONTENIDO Fecha Responsable: Revisión / Motivo de la revisión MAYO 2023 CENALTEC JUÁREZ CREACIÓN DE CONTENIDO MAYO 2023 RODOLFO QUIROZ REVISIÓN Y AJUSTES